【摘要】：電阻點焊以其良好的工藝性被廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域,隨著新材料、新技術(shù)的不斷出現(xiàn),其應(yīng)用領(lǐng)域也將逐漸擴大,因此進一步提高電阻點焊質(zhì)量尤為重要。電極壓力作為影響點焊質(zhì)量的重要參數(shù),點焊機能否實現(xiàn)焊接過程中壓力的穩(wěn)定性和實時可調(diào)性對于點焊質(zhì)量極為重要。當(dāng)前通用垂直式點焊機的加壓方式大多采用氣缸加壓,在焊接過程中存在諸如壓力不穩(wěn)定,波動大,壓力不可調(diào)等缺陷,不利于焊點質(zhì)量的提高。此外,氣動加壓方式無法對電極的運動過程進行反饋,定位精度不高。為解決上述問題,本文采用伺服電機作為驅(qū)動裝置,設(shè)計新的點焊機結(jié)構(gòu),主要完成如下工作:1.介紹伺服加壓機構(gòu)的工作原理,并制定點焊機的性能指標(biāo)。根據(jù)加壓系統(tǒng)響應(yīng)性、穩(wěn)定性、定位精度等性能要求,確定加壓機構(gòu)的驅(qū)動方式以及傳動機構(gòu)、支承單元、導(dǎo)向裝置、減速裝置的設(shè)計方案。2.在確定點焊機設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,從點焊機的最大設(shè)計壓力和電極的最大運動速度入手,對伺服加壓機構(gòu)的主要零部件--滾珠絲杠副、滾動軸承、直線導(dǎo)軌、伺服電機、聯(lián)軸器進行選型和校核計算,并對加壓機構(gòu)的定位精度和動態(tài)性能進行驗證。然后,采用類比設(shè)計法,完成點焊機支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后,在Pro/E中對伺服加壓機構(gòu)和各支承大件進行虛擬組裝,完成點焊機的整體裝配。3.利用ANSYS軟件對采用螺栓連接的電極臂結(jié)構(gòu)進行靜力學(xué)分析,為保證分析結(jié)果更符合實際情況,將螺栓預(yù)緊力以及接觸問題納入邊界條件的考慮范圍內(nèi),分析結(jié)果表明電極臂以及連接螺栓具有足夠的的強度和剛度,設(shè)計合理。此外,為了考察螺栓預(yù)緊力對電極臂結(jié)構(gòu)剛度和強度的影響,對電極臂進行了兩種預(yù)緊力作用下的靜力學(xué)分析比較,確定了預(yù)緊力的大小與電極臂結(jié)構(gòu)的剛度和強度之間的關(guān)系,為電極臂的實際安裝提供了依據(jù)。4.以STM32微控制器為核心,根據(jù)點焊過程中需要控制的運動參數(shù),確定伺服驅(qū)動器的工作模式,設(shè)計了伺服驅(qū)動器與控制器之間的接口電路。選定開機找零方案并設(shè)計編碼器Z相信號的采集電路。完成控制器最小工作系統(tǒng)的設(shè)計,包括電源電路、啟動電路、復(fù)位電路、調(diào)試接口電路,以及與上位機通信的串口電路。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG438.2
【圖文】：

圖 1-1 氣動點焊機狀，隨著新型電機永磁材料的出現(xiàn)算法、計算機應(yīng)用技術(shù)的快速、調(diào)速性能差等技術(shù)難題被相流電機結(jié)構(gòu)上的缺陷，因此交流選擇。相比于直流伺服驅(qū)動還具有如下優(yōu)點：低時仍能平穩(wěn)的運行，速度波動轉(zhuǎn)區(qū)域具有較好的轉(zhuǎn)矩特性，力的轉(zhuǎn)矩/慣量比，可快速啟動和制度的反饋裝置，實現(xiàn)位置的精確制技術(shù)和大規(guī)模專用集成電路，

碼器將該位置信號反饋給控制器和驅(qū)動器，收到位置信號后由焊接電源輸出焊接電流開始焊接，同時驅(qū)動器限制電機的輸出扭矩以控制電極壓力的變化。采用伺服加壓機構(gòu)的點焊機組成結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖 2-1 伺服加壓點焊機的結(jié)構(gòu)框圖

9圖 2-2 結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟臺最大電極壓力為 10kN 的固定式點焊機，，可實現(xiàn)不等厚度及不同材料的焊接工藝，案設(shè)計機械系統(tǒng)，機電一體化系統(tǒng)中的機械系統(tǒng)抗干擾能力強的基本要求，為確保機械系系統(tǒng)各組成部件之間盡可能到達零間隙、量低，各部件自身具有高的剛度和諧振頻

【參考文獻】

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本文編號：2784982